Wer einen Beschriftungslaser integrieren will, stellt beim Hersteller meist zuerst Fragen zur Laserquelle: wie viel Watt, Faserlaser oder UV, welches Markierfeld. Diese Fragen sind schnell beantwortet. Teuer wird es bei den Punkten, die erst bei der Inbetriebnahme auffallen, etwa ein Interlock, der nicht zur Sicherheitssteuerung der Anlage passt, oder eine Signalfolge, die niemand definiert hat. Manchmal fehlen im Einbauraum auch einfach zwanzig Millimeter für den Scankopf. Die folgende Checkliste ordnet die Themen so, wie wir sie mit Maschinenbauern und Integratoren vor einer Bestellung durchgehen.
Einbaueinheit oder fertige Station
Am Anfang steht die Frage, was Sie eigentlich kaufen. Eine offene Markiereinheit wie der Integra ist für den Einbau gedacht. Sie besteht aus Laserquelle, Scankopf mit F-Theta-Objektiv und Steuerung und wird in eine Zelle, eine Rundtaktanlage oder eine Produktionsstraße gesetzt, die Sie selbst bauen oder bauen lassen. Den Strahlschutz liefert dann Ihre Anlage.
Die Alternative ist eine komplette Station. Der GLX500 hat einen eigenen Bauraum für Werkstücke bis 800 × 600 × 400 mm und 200 kg, eine integrierte SPS und lässt sich von einem Roboter beladen. Er steht neben der Linie und übernimmt dort den Markierschritt. Sie sparen die Konstruktion einer Schutzzelle, brauchen aber mehr Stellfläche.
Als Faustregel gilt: Wer ohnehin eine Sondermaschine baut, integriert eine Einheit. Wer eine bestehende Fertigung um einen Markierschritt erweitert und keine eigene Konstruktionsabteilung dafür abstellen will, fährt mit einer fertigen Station meist schneller.
Sicherheitskonzept: Laserklasse 4 im Einbauraum
Eine offene Markiereinheit hat Laserklasse 4. Der direkte und der gestreute Strahl gefährden Augen und Haut, und brennbare Materialien im Strahlbereich können sich entzünden. Deshalb darf die Einheit nur in einer Umgebung laufen, die den Strahl vollständig abschirmt und den Laser abschaltet, sobald jemand die Zelle öffnet.
Klären Sie vor dem Kauf, wie der Interlock der Markiereinheit an Ihre Sicherheitstechnik angebunden wird. Der Integra hat einen zweikanalig redundant überwachten Interlock-Anschluss, einen Anschluss für die Emissionsanzeige und Sicherheitskomponenten von Pilz oder Siemens. Passt das zu Ihrer Sicherheitssteuerung, sparen Sie Adapterlösungen. Sichtfenster in der Zelle brauchen ein Laserschutzglas, das für die Wellenlänge ausgelegt ist, also für 1064 nm beim Faserlaser und für 355 nm beim UV-Laser.
Ist die Zelle geschlossen und überwacht, erreicht die Gesamtanlage im Normalbetrieb Laserklasse 1. Für Einrichten und Service mit geöffneter Zelle brauchen Sie trotzdem ein Konzept. Arbeiten Beschäftigte dabei an der offenen Klasse-4-Einheit, gelten die Pflichten der OStrV, darunter ein sachkundiger Laserschutzbeauftragter. Wer die fertige Anlage in Verkehr bringt, verantwortet außerdem deren CE-Konformität als Ganzes. Diese Rolle sollte im Projekt früh einen Namen haben. Mehr zu Umhausung, Interlock und Schutzbrillen steht im Beitrag zur Lasersicherheit.
Signale und Handshake mit der SPS
Der Laser markiert, wenn die Anlage es sagt, und meldet zurück, wenn er fertig ist. Bei der Inbetriebnahme hakt es genau an dieser Abstimmung besonders oft, deshalb gehört vor die Bestellung eine Signalliste. Typisch sind ein Startsignal von der SPS und die Rückmeldungen Bereit, Markierung läuft, Markierung fertig und Fehler. Laufen mehrere Teilevarianten über dieselbe Station, kommt die Auswahl des Markierjobs dazu.
Für die Übertragung reichen bei einfachen Abläufen digitale Ein- und Ausgänge. Sobald Jobnummern, Zählerstände oder Statusmeldungen ausgetauscht werden, lohnt sich ein Feldbus. Beim GLX500 stimmen wir die SPS-Schnittstellen nach Kundenwunsch ab, zum Beispiel Profinet, EtherCAT, OPC UA oder Ethernet/IP. Fragen Sie gezielt nach dem Protokoll Ihrer Anlage und nach einem Beispielprogramm für den Handshake.
Legen Sie auch fest, was bei einer Störung passiert. Bricht eine Markierung ab, muss die SPS das Teil ausschleusen oder neu markieren lassen. Bei einer Data-Matrix-Kennzeichnung bewährt sich eine Kamera direkt hinter dem Laser, die den Code sofort liest und das Ergebnis an die SPS meldet.
Datenanbindung: woher die Nummern kommen
Eine feste Beschriftung wie ein Logo oder eine Artikelnummer ist im Markierjob hinterlegt. Seriennummern, Chargen und Datumscodes ändern sich dagegen mit jedem Teil. Die Markiersoftware kann sie selbst hochzählen, aus einer CSV- oder Textdatei lesen oder aus einer Datenbank, einem ERP- oder MES-System holen. Beim GLX500 binden wir ERP und MES individuell an, etwa per CSV, ODBC oder REST-API.
Klären Sie, wer die Nummer vergibt. Kommt sie aus dem MES, braucht der Laser vor jedem Teil den richtigen Datensatz und sollte die tatsächlich markierte Nummer zurückmelden. Sonst entstehen bei einem abgebrochenen Teil Lücken oder Dubletten in der Rückverfolgung. Wie Zähler, Formate und Rückmeldung im Detail funktionieren, beschreibt der Beitrag zu Seriennummern und variablen Daten.
Mechanik, Platz und Medien im Einbauraum
Der Scankopf arbeitet mit einem festen Arbeitsabstand, den das F-Theta-Objektiv vorgibt. Das Teil muss in dieser Höhe liegen, und zwar bei jedem Takt. Die Schärfentiefe ist gering, schon wenige Zehntelmillimeter Höhenversatz können bei feinen Codes Kontrast kosten. Planen Sie deshalb eine Aufnahme, die auf die Markierfläche referenziert, oder eine Z-Achse beziehungsweise einen Autofokus, wenn Teile unterschiedlicher Höhe durch dieselbe Station laufen.
Das Markierfeld bestimmt, wie viel Fläche der Laser ohne Verfahren erreicht. Beim Integra reicht die Spanne je nach Objektiv von 70 × 70 mm bis über 300 × 300 mm. Ein großes Feld braucht einen größeren Arbeitsabstand und damit mehr Bauhöhe. Messen Sie den Einbauraum deshalb mit den Maßen des Objektivs nach, das Sie tatsächlich bestellen.
Zwei Medien gehören in jede Planung. Die Absaugung muss den Rauch direkt am Markierort erfassen, sonst beschlägt das Schutzglas des Objektivs und die Markierqualität sinkt über die Schicht. Bei der Kühlung hat der Integra einen Vorteil: Die Strahlquelle ist luftgekühlt, ein Wasseranschluss entfällt. Achten Sie trotzdem auf ausreichend Luftzirkulation im Schaltschrank oder Gehäuse. Montieren Sie den Scankopf außerdem schwingungsarm, denn Vibrationen aus Förderern oder Pressen übertragen sich direkt auf die Markierung.
Taktzeit und Prozess vor der Bestellung absichern
Die Markierzeit eines Beschriftungslasers ist nur ein Teil der Taktzeit. Dazu kommen Positionieren, Signalaustausch, gegebenenfalls Kamerakontrolle und Ausschleusen. Rechnen Sie den gesamten Ablauf durch, bevor Sie die Laserleistung festlegen. Oft bringt ein kompakteres Layout mehr als zusätzliche Watt. Wie Sie die Markierzeit vorab abschätzen, zeigt der Beitrag zur Taktzeit bei der Laserbeschriftung.
Am sichersten ist ein Test mit echten Teilen. Schicken Sie Musterteile aus der Serie, mit der Oberfläche, die später tatsächlich unter dem Laser liegt. Wir ermitteln daran die Parameter, messen die Markierzeit und prüfen bei Codes die Lesbarkeit. So wissen Sie vor der Bestellung, ob Faserlaser oder UV-Laser passt und welche Leistung Sie brauchen.
Checkliste für das Gespräch mit dem Hersteller
Diese Punkte sollten vor der Bestellung beantwortet sein:
- Einbaueinheit in eigene Zelle oder komplette Station neben der Linie
- Sicherheitskonzept mit Interlock-Anbindung, Laserschutzfenster und Verantwortlichem für die CE-Konformität
- Signalliste für den SPS-Handshake und das Protokoll der Anlage
- Datenquelle für variable Inhalte und Rückmeldung an ERP oder MES
- Arbeitsabstand, Markierfeld und freier Bauraum mit dem gewählten Objektiv
- Absaugung am Markierort und Montage des Scankopfs
- Taktzeitrechnung und Ergebnis der Musterbeschriftung
Der Integra ist ab 12.500 € netto erhältlich, die Lieferzeit liegt je nach Konfiguration bei vier bis fünf Wochen. Die Inbetriebnahme übernehmen wir online oder vor Ort, eine Bedienereinweisung ist enthalten. Wenn Sie eine Integration planen, schicken Sie uns Ihre Eckdaten und ein paar Musterteile über den Kontakt. Wir gehen die Liste mit Ihnen durch und sagen offen, wo es in Ihrer Anlage eng wird.